完善高水平实践教学体系提升研究生创新能力

完善高水平实践教学体系提升研究生创新能力

赵丽平，何正友

［摘要］结合贯通式培养要求，构筑了具有电气特色的多层次、模块化、个性化的开放式的实践能力和创新能力培养的高水平实践教学体系，探讨了实践教学体系的内涵，研究了完善贯通培养实践教学体系的各项措施，得出了实践教学体系的建设应与学科建设、专业建设和实验平台建设相结合的方法，为提升研究生的创新能力提供良好的软硬件环境。

［关键词］电气工程；贯通式培养；实践教学体系；平台建设；研究生创新能力

一、引言

研究生培养是工科高等教育的最高层次，担负着为国家培养高层次工科专门人才的重任。新形势下，如何培养适应我国与世界经济发展的高质量的工科研究型人才，提升人才培养的质量，是值得我们深入探索和研究的课题。

我院经过多年的研究和探索，研究了电气信息类专业高水平实践教学体系的功能，完成了高水平实践教学体系的内涵建设，构筑了高水平的校内外实践教学平台，探讨了完善实践教学体系的各项措施。而新形势下，特别是教育部全日制专业学位和卓越工程师计划的实施，对实践教学提出了新的要求，针对贯通式培养要求，对研究生教育改革提出了一些措施，以期为电气信息类乃至工科大类研究生的实践和创新能力的提升提供借鉴。

二、高水平实践教学体系的内涵

1．实践教学体系的定义

研究解决学生课内实验、课外实践和创新培养相结合，构筑具有电气特色的从本科生、研究生到年青教师培养的多层次、模块化、个性化的开放式实践和创新能力培养的高水平实践教学体系，建成以提高学生工程实践能力、创新能力和综合素质为目标的，通过信息化管理，充分利用各种社会资源，充分发挥产学研结合优势，将理论、实验、实习实训、工程、科研、设计和创新有机结合的高水平实践教学平台。

2．实践教学体系的功能

包括高年级本科生的实验与实践教学，研究生的课程实验—实践教学及科研—创新能力培养，促进科研发展和学科建设，行业培训基地的资源整合和共享。

实践教学体系的重要功能之一是满足研究生创新和科研能力的培养需求。具体包括两类:一是课程实验，用于配合研究生阶段的专业课程，提供相应的实践和仿真平台；二是科研工作，为研究生提供较完备的轨道交通电气化和自动化的实验仿真条件和动手能力平台，满足科研创新的需要。

3．实践教学体系的构成与内容

高水平实践体系由“1个中心＋教学科研基础平台＋3大科研平台＋2个基地＋1个国际资源”构成，即电气工程专业实验中心、教学科研基础平台、三大科研平台、校内校外两个企业实践基地和国际资源。各组成部分功能定位如图1所示。

（1）电气工程专业实验中心建设

中心规划为“三系统、一平台”，即电力系统实验系统、电力电子实验系统、电子信息实验系统和信息管理与发布平台。或者是“十二室、一站”即12个实验室和一个网站，分别为高电压实验室、电能质量、接触网、继电保护与综合自动化、电气系统仿真、电力电子与电力传动、电机、悬浮与线性驱动、传感器与测量、MCU及接口技术和数据处理与控制实验室。

（2）教学科研基础实验平台

该平台是在专业实验中心的基础上构筑的涵盖学院本科专业方向、研究生学科方向的六大实践平台。即电力系统——新能源利用实验平台、牵引供电——列车传动实验平台、城市轨道供电——牵引机车实验平台、智能信息处理与智能控制实验平台、超导电工技术与新型电工材料实验平台和列车运行与牵引传动综合仿真实验平台。

这些平台的建设，满足了教学大纲的要求，更新了实验内容，增加了实验项目的个数。不仅实现了资源共享，而且增加了学生个性化实验和创新实践的机会，增强了学生对真实系统的了解，实现了学生从实践能力到创新意识的培养，使毕业生均能适应当前轨道交通大发展对人才能力的需求。

（3）科学研究平台

通过科研平台对应的孵化产业将科研成果转化为科技产品，为轨道交通领域提供产品和技术支持。该平台主要包括一个国家级平台——国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心，一个铁道部重点实验室——铁道电气化与自动化，一个教育部重点实验室——磁浮技术与磁浮列车和四川省高电压与绝缘技术重点实验室。在该平台上，构建轨道交通领域国内一流的教师、研究生科研实训平台，并为部分优秀本科生提供开放性、个性化实践实训项目，为国家轨道交通领域培养创新型专业人才。

（4）校内外企业实践基地建设

通过广泛开展与校内外企业合作交流，构建电气工程学院教师、研究生、本科生调研、实习、实践基地；为企业提供技术支持和开放性服务，为学院科技辐射奠定坚实的基础。

这些实践基地包括株洲电力机车所、上海磁浮研究所、国家电网、交大许继公司、交大光芒公司、四川电器等企业。

（5）国际合作资源建设

根据学院“走出去，引进来”的国际合作方针，广泛开展与国际知名企业和高校的合作交流。为学院教师、研究生、本科生国际交流、联合培养和项目合作创造良好的条件，为培养实践型和创新型国际人才奠定良好的基础。

包括德国西门子公司、法国阿尔斯通公司、德国施奈德公司、东日本铁路公司、美国乔治·梅森大学、新加坡淡马锡学院等。

三、高水平贯通式培养下实践教学的新要求

从2009年开始，教育部全日制专业学位实施，卓越工程师计划实施……这些项目的实施都对实践教学和实践平台提出了更高的要求。在贯通式培养模式下（本文指全日制专业学位、本—硕、本—硕—博三类），也对电气工程一级学科的高层次贯通培养实践教学提出了新的要求。

1．多种贯通式培养需求驱动下，在同一个一级学科平台下，学生实验、实践、创新能力培养的模式

全日制专业学位学生的培养，强调的是工程师的素质，强调的是实践能力、动手能力的培养；本—硕、本—硕—博贯通培养，强调的是创新能力和卓越工程师、创新拔尖人才的培养。这些不同的要求，不同的培养目标，集聚到一起，对于一个学院，一个学科来说，如何构建适合学生实验、实践、创新能力培养的平台，以及需要什么培养模式，都有待调研、有待系统研究，使得培养模式清晰化。

2．如何保证贯通式培养所需的学生实验条件、实验教学内容的系统性和完整性

目前，我国高校教学实验室建设不能完全适应高素质人才培养的要求，主要表现在:（1）相对于理论和专业课教师，实验教学人员整体素质较低且待遇偏低，实验教学工作往往“人头多人手不够”；（2）实验室经费投入不足，实验设备比较陈旧，缺乏高精尖的实验设备；（3）由于建设经费来源渠道和管理部门不同，高校实验室被划分为教学和科研实验室，实验室开放不够，学生很少有机会进入专业性更强、设备更先进的科研实验室做实验，科研实验室的利用率不高；（4）实验手段和内容相对落后，原理性验证性基本实验较多，综合性设计性的实验开设较少。对于贯通式的培养需求，实验条件和平台更是缺乏。

另一方面，随着全日制专业学位、本—硕、本—硕—博贯通培养的学生增加，高学历学生的实践教学，是对传统实验实践教学的彻底革新，本科生要动手、研究生要实践、博士研究生要创新。而目前适用于研究生的实践教学平台基本为零，研究生的实践教学内容不充实，研究生的创新性培养还停留在受实验室导师、研究方向带动的驱使，没有自主的进行，贯通培养学生的实验实践教学内容缺乏系统性和完整性。

再者，贯通式培养模式下，不仅学生创新能力的培养需要系统性、完整性的实验教学平台，贯通式培养的教学改革和创新也需要实验教学平台，只有抓好实验教学平台的建设，实验教学质量的提高才会有坚实的基础和可靠的保障。

3．贯通式培养的实践教学体系指导

创新型人才的培养不仅要有好的、新的实践教育教学的理念、好的培养模式、系统实践和创新平台，更重要的是要有完整的培养体系，包括师资队伍体系、实践课程体系、实践考核考评体系和企业合作机制等，而建立一支勇于创新、素质优良的实践教学队伍，是创新型人才培养的必备条件，也是最终能否将研究出的创新型实践教学体系、教学内容、教学方法等落实到学生的培养过程中的关键所在。创新型实践教学队伍的建设，成为实践教学改革中最重要的研究课题，是每所高等学校在创新型人才培养改革中都不容忽视的问题。

电气工程及其自动化本科专业、电气工程一级学科下的博士点，均为工科里实践性强的专业，对本学科学生实践能力的培养十分重要，而目前针对本科学生的继续培养，包括本—硕、本—硕—博、全日制专业学位的贯通培养，急需成型的实践教学体系作为指导，因此需要构筑开放式高水平（高层次）实践教学体系，以适应新形势下本科实践教学的需要。

四、完善高水平贯通培养实践教学体系的措施与经验

1．面向轨道交通，利用各项专项建设经费，利用科研成果，加强工程实践中心，建设和完善实践体系

在学科建设、质量工程建设、课程与基地建设、工程实践中心建设、基础研究与工程应用项目的攻关过程中，有意识地进行多学科之间的协作和融合，并利用协作共建单位的综合优势，采取共建、共享资源的模式深化实践教学的内涵，提高实践教学质量，为研究生创建良好的实践教学硬件环境。

2．改革课程体系，建立以研究生为中心的个性化实践教学、开放和创新机制

在新一轮的研究生培养计划制定中，学院将研究生实践教学纳入研究生课程体系，并率先开出了两门实践课程（电力电子方向实训课程和电力系统方向综合性实验课程），这些课程囊括了目前专业实验中心的所有高水平实验平台，同时规定每个研究生必修一门实验课，而专业硕士学位的研究生需到实验室实习一年，保证了实验教学的质量。

在专业实验中心专门开设了研究生创新实验室，实验室配备各种小型实验平台，如单片机开发平台、嵌入式系统开发平台等，实行门禁系统管理，采取全开放机制，满足研究生个性化实践和创新能力培养的需要。

积极推进研究生层次的各种学科竞赛，设立创新学分，科研创新学分的内容丰富，包括小发明、小创造、工艺设计、工程设计、发表学术论文等，增强研究生科技创新的积极性。

3．建立研究生实践教学评价体系，加强对实践教学环节的管理

对于工科研究生而言，在实验室期间是研究生全面培养研究素质、提升科研动手能力的黄金阶段。实验教学环节中，严格规范实验各个环节，从实验操作的规范，到实验数据采集与实验记录的规范，采用严格规范的传教和训练，有利于培养学生严谨的工作作风和工作态度，有利于引导他们形成良好的工作方式和工作态度，使研究生终生受益。

采用学术研讨交流机制，定期的制度化的研讨会是检查学生实验进展、增强学生之间学术交流的良好方式，不仅有利于提高学生学习动力而且有利于导师掌握学生研究进展情况。

开展定期的团队交流，为学生提供宽松的研究环境，不仅有利于学生本身能力的提高而且有利于低年级同学快速进入研究状态，促进项目连续性与加快项目进展。

加强对外交流意识的培养。让研究生较多地参加国内外学术交流，可以使学生与学术界的知名人士近距离地接触，相互交流，相互讨论，对提升学生的视野，激发学生的创新意识极其有利。

重视实验档案的管理。实验记录格式统一规范，记录内容详细，数据齐全，有利于教师后续实验数据的查找。同时也培养了学生记录实验数据规范化和重视实验档案管理的意识。

4．进一步完善产学研相结合的实践教学模式

（1）项目的研发与具有竞争力的产业相结合，特别是与高新技术产业、支柱产业相结合

积极探求与企业合作的新模式，通过与企业建立合作基金，由企业根据需要出题或研究生自拟题目，企业出资，共同研究项目生产和研发过程中的关键技术问题或难题，充分利用学院的智力资源，为企业出谋划策，开发具有高水平和竞争力的产品。

（2）为产学研的发展建立相应的配套管理模式和管理制度

目前，我们的产学研管理模式还正在摸索过程中，有许多机制还不够健全，特别是在企业与学校之间的责、权、利方面有很多还不够明确，在知识产权、资金使用等方面存在诸多问题。如国家投入的力度不够、资金不足；企业承担的前期费用经常不到位，导致实验中途搁浅；校、企单方或双方不履行承诺，对知识产权发生纠纷等。

只有建立健全相应的管理制度，才能充分发挥产学研管理模式的优势，才能使企业与学校及国家三方见效益，才能真正使“产学研”成为高素质、高层次综合性人才培养的基地。

5．建立新的激励机制，鼓励年轻老师进实验室，提升实践教学师资力量

建立一支勇于创新、素质优良的实践教学队伍，是培养实践教学体系顺利实施的必备条件，探索和研究新的激励机制，提升师资力量。中心通过实验项目的开发，促进青年教师进实验室，不仅能提高年轻教师的实践能力，同时也提升了专业实验的师资水平；中心设立高年级研究生助勤岗位，充分发挥高年级学生的传帮带作用，补充专业实验指导教师的不足。

五、结语

进一步深入完善电气信息类高水平贯通培养实践教学体系，构建满足高水平人才培养的软硬件平台，加强研究生实践教学的条件和环境设施，提升研究生实践教学的师资水平，为高水平创新型人才的培养提供更加有利的条件。

［参考文献］

［1］赵丽平，何正友，赵舵．电气信息类专业高水平实践教学体系的研究与实践［J］．电气电子教学学报，2011（33）S1:61－65

［2］冯晓云．优化实践教学体系提高本科生工程实践能力．发展创新改革第二集．北京:航空航天大学出版社，2005

［3］王艳松，张加胜．电气工程及其自动化专业实践教学改革与探索［J］．电气电子教学学报，2007，25（5）

［4］时临云，张宏武．日本产学研合作的体制政策及其对我国的启示［J］．改革与战略，2010（11）

［5］仇润鹤，方建安，唐明浩．突出创新能力培养创建有特色的电气信息类专业课程体系和实践教学模式［J］．电气电子教学学报，2005，27（3）:13－17

［6］赵丽平，何正友，李中西．电气工程专业实验中心建设的实践［J］．实验科学与技术，2010，16（3）:68－71

［作者简介］

赵丽平，西南交通大学电气工程学院，副教授，博士，成都:610031